专利名称：具有升降机构的爬升脚手架的制作方法
技术领域：
本实用新型属于高层建筑施工用的脚手架领域。
国内用于高层建筑物施工的爬升脚手架(简称“爬架”)，绝大多数采用电动葫芦升降，由于初灌的混凝土强度不足，悬挂电动葫芦的梁只能斜拉在较低的位置上，以及要留出足够的升降空间，因此整个爬架高度至少是4层楼高，非常笨重，受载后容易发生变形和向外倾斜，整个爬架也是用许多根斜拉杆斜拉在建筑物上，受力状态不好，必须装备防倾斜防坠落装置，以上缺点造成操作繁重，费用增高，使用范围受到限制。
本设计的爬架只有两层楼高，它的三角形承力结构重量轻和变形小。不需要任何斜拉杆，建筑物主要承受向下剪力，受到的拉力很小，可以把爬架挂在初灌的混凝土上。本身具有的升降机构行程短，造价低，同时具有防倾防坠功能。克服了现有爬架的上述缺点，扩大了使用范围。
图1表示脚手架的一个支承点的侧视图，处在准备浇灌混凝土的状态。
图2是图1的Ⅰ-Ⅰ剖面，表示上连墙座(2)把脚手架和导轨(5)连接到建筑物上，以及它们之间的相互关系。
图3是图1上的Ⅱ-Ⅱ剖面，表示脚手架尾部导向块(12)的构造，以及它和导轨(5)的关系。
图4表示采用液压驱动的升降机构的构造，采用局部剖面表示。
图5是另一种升降机构的构造，是用螺杆驱动的。
图6表示爬升脚手架和导轨的过程。
用爬架施工高层建筑时，根据建筑物周边的几何形状不同，布置在建筑物四周的爬架可以是整体的，也可以是分段的，无论设计成哪一种，都是相隔一定距离布置一个支承点，在支承点处支持脚手架载荷和升降脚手架，支承点的构造代表脚手架构造的全部特征，整个脚手架有数十个支承点。
图1示出脚手架支承点的构造，短横梁(3)、立杆(35)、斜杆(34)和增强杆(36)等构成脚手架的承重支架。短横梁(3)和同它垂直的长横梁(37)构成工作平台，其上放置模板(7)和模板操作机构(8)。螺杆(29)和固定在短横梁(3)上的螺母(39)配合，把升降机构(1)连接到短横梁(3)上。立杆(35)的尾部有导向块(12)，升降脚手架时导向块(12)在导轨(5)上滑动。
上连墙座(2)的功能是把脚手架和导轨(5)连接到建筑物上，它的底板被固定在已凝固的混凝土上，见图2，用锥形螺栓(16)把短横梁(3)的端部连接到上连墙座(2)上，用螺栓(15)把导轨(5)连接到上连墙座(2)上，为了方便安装和拆卸，上连墙座(2)和下连墙座(2＇)由两件构成，螺栓(14)把凹板(13)连接到上连墙座(2)上，形成一个长方形截面的孔，用它包围导轨(5)，短横梁(3)的端部侧板(17)上装有导轮(18)。
下连墙座(2＇)上，用凹板(13＇)形成包围导轨(5)的长方形截面的孔，对导轨(5)进行定位。图3示出导向块(12)和下连墙座(2＇)的关系，导向块(12)上有纵向导轮(6)和两个侧向导轮(18＇)，三个导轮的轮轴的两端头部都是焊在侧板(19)上，升降脚手架时，由于脚手架载荷的重心经常偏向外侧，纵向导轮(6)沿导轨(5)滑动时总是压在导轨(5)上。
螺丝顶杆(10)在导向块(12)的上面，它和固定在立杆(35)上的螺母(11)配合，旋转螺丝顶杆(10)，使它的前端顶到混凝土墙面上，继续旋转螺丝顶杆(10)，使立杆(35)旋转，可以使纵向导轮(6)和导轨(5)脱离接触，脚手架工作时的静止状态和升降导轨(5)时，需要这种操作。
导轨(5)用工字钢做成，它不仅穿过上连墙座(2)和下连墙座(2＇)中长方形截面的孔，而且穿过上爬头(20)和下爬头(21)中的长方形截面的孔。用螺栓(15)把导轨(5)的上端部固定在上连墙座(2)上。
升降机构(1)实现脚手架和导轨(5)的升降运动，图4示出液压驱动系统，它由螺杆(29)、上爬头(20)、活塞杆(26)、活塞缸(25)和下爬头(21)组成。活塞缸(25)座在下爬头(21)的上平面上，活塞杆(26)上端连接在上爬头(20)上，螺杆(29)下端连接在上爬头(20)上，螺杆(29)和固定在短横梁(3)上的螺母(39)配合，把升降机构(1)和脚手架连接成一整体。
上爬头(20)上有长方形截面的孔，它完全地包围着导轨(5)，孔的左壁是平面(图4上虚线表示)，孔的前后壁也是平面，它们都是导轨(5)的导向面。在导轨(5)的右侧有上斜平面(22)，它和导轨(5)的右侧面形成一个上窄下宽的上楔形间隙，在它的下面，下斜面(23)和导轨(5)的右侧面形成一个上宽下窄的下楔形间隙，上、下楔形间隙联合成一个中间宽上下窄的楔形间隙，在楔形间隙中放置制动辊子(24)，它的轴线和导轨(5)垂直，在制动辊子(24)两端的辊颈上向上系着拉伸弹簧(27)，它能够把制动辊子(24)向上拉进上楔形间隙中，使制动辊子(24)的圆柱面同导轨(5)的右侧面和上斜平面(22)接触。同时在辊颈上向下系着电磁铁(28)的拉杆，当电磁铁(28)通电时，电磁铁(28)的电磁力能够克服拉伸弹簧(27)的拉力，把制动辊子(24)向下拉进下楔形形间隙中，使它的圆柱面同导轨(5)的右侧面和下斜平面(23)接触。在一定的几何和物理条件下，制动辊子(24)具有自锁功能，能够阻止上爬头(20)相对于导轨(5)的运动。例如电磁铁(28)断电，拉伸弹簧(27)把制动辊子(24)拉进上楔形间隙中，若上爬头(20)沿导轨(5)向下运动，一开始便把制动辊子(24)卡在上斜平面(22)和导轨(5)之间，阻止上爬头(20)继续沿导轨(5)向下运动。如果上爬头(20)沿导轨(5)向上运动，便松开卡在导轨(5)和上斜平面(22)之间的制动辊子(24)，上爬头(20)仍然可以继续向上运动。反之，电磁铁(28)通电，把制动辊子(24)拉进下楔形间隙中，制动辊子(24)便阻止上爬头(20)沿导轨(5)向上运动，因此通过电磁铁(28)控制制动辊子(24)在楔形间隙的上部或下部，就控制了上爬头(20)沿导轨(5)向上或向下运动，因为上爬头(20)和脚手架的短横梁(3)连接成整体的，也就是控制脚手架向上或向下运动。
下爬头(21)的这部分构造和上爬头(20)是相同的，存在上斜平面(22′)、下斜平面(23＇)、拉伸弹簧(27＇)和电磁铁(28＇)。如果把拉伸弹簧和电磁铁的安装位置对调，制动效果是相同的。
螺杆(29)和固定在短横梁(3)上的螺母(39)配合，旋转螺杆(29)，能够使升降机构(1)相对导轨(5)作少量的上下移动，能够松开卡紧在楔形间隙中的制动辊子(24)和(24＇)，这种操作用在变换制动辊子(24)和(24＇)在楔形间隙中位置的时候。
升降机构(1)交替地升降上爬头(20)和下爬头(21)，实现脚手架的升降，结合图6说明爬升脚手架的过程图6A是提升前的状态活塞杆(26)缩到活塞缸(25)中，上、下爬头靠得最近，电磁铁(28)和(28＇)断电，上、下爬头中的制动辊子(24)和(24＇)都被拉伸弹簧(27)和(27＇)拉进上楔形间隙中，取下锥形螺栓(16)，使脚手架和上连墙座(2)脱离，这时脚手架上的载荷经过螺杆(29)作用在上爬头(20)上，上爬头(20)依靠卡紧的制动辊子(24)把载荷传给导轨(5)，再经过上连墙座(2)传给建筑物。上爬头(20)沿着导轨(5)爬升便是脚手架沿着导轨(5)爬升。
活塞缸(25)的下腔接通高压油，迫使活塞杆(26)伸出活塞缸(25)，使上爬头(20)向上运动和下爬头(21)向下运动。对于下爬头(21)，制动辊子(24′)在上楔形间隙中，下爬头(21)的向下运动，只能把导轨(5)和上斜平面(22′)之间的制动辊子(24＇)愈卡愈紧，所以下爬头(22＇)只能停在原地。对于上爬头(20)，制动辊子(24)卡紧在上楔形间隙中，上爬头(20)的向上运动，首先松开卡紧的制动辊子(24)，所以制动辊子(24)不能阻碍上爬头(20)沿导轨(5)向上爬升，于是活塞杆(26)顶着上爬头(20)上升一个活塞行程H，也就是脚手架爬升一个H高度。
液压换向，活塞缸(25)上腔接通高压油，使活塞杆(26)缩进到活塞缸(25)中，迫使上爬头(20)向下运动和下爬头(21)向上运动。对于上爬头(20)，制动辊子(24)处在上楔形间隙中，上爬头(20)刚开始向下移动，制动辊子便卡死在上斜平面(22)和导轨(5)之间，阻止上爬头(20)继续向下运动，对于下爬头(21)，由于制动辊子(24＇)也在上楔形间隙中，卡紧的制动辊子(24＇)先被松开，然后随下爬头(21)一起向上运动，于是下爬头(21)向上运动一个活塞行程H，变成图6B状态。图6A和图6B的差别是位置上升了活塞行程H。重复上述动作，上爬头(20)和下爬头(21)交替上升，用多个小的活塞行程H，爬升脚手架达到要求高度，达到图6C位置。用锥形螺栓(16)把脚手架连接到上连墙座(2)上，脚手架处在工作时的静态，然后进行有关浇筑混凝土的操作。
关于提升导轨(5)，这时候脚手架已经连结在上连墙座(2)上，上爬头(20)的位置是固定的，上、下爬头都不承受脚手架的载荷。首先把电磁铁(28)和(28＇)通电，使处在上楔形间隙中的制动辊子(24)和(24＇)受到向下拉力，旋转螺杆(29)，把上爬头(20)和下爬头(21)稍微向上提升，卡在上斜平面(22)，(22＇)和导轨(5)之间的制动辊子(24)和(24＇)被松开，它们便被电磁铁(28)和(28＇)拉进下楔形间隙中，即从图6C经图6D到图6E状态。接着取下上连墙座(2)中连接导轨(5)的螺栓(15)，导轨(5)被制动辊子(24)和(24＇)卡在上、下爬头中。让活塞缸(25)上腔接通高压油，下爬头(21)便带着导轨(5)向上升，而上爬头(20)中的制动辊子(24)处在上楔形间隙中，它不能阻碍导轨(5)通过上爬头(20)向上爬升的。液压换向，使下爬头(21)向下运动，上爬头(20)中的制动辊子(24)卡住导轨(5)，阻止导轨(5)下滑，而下爬头(21)中的制动辊子(24＇)却被松开，不会阻碍下爬头(21)掠过导轨(5)向下运动。于是下爬头(21)向下伸出一个活塞行程H。当下爬头(21)再次向上运动时，它又带着导轨(5)提升一个活塞行程H，重复上述动作，可以把导轨(5)提升到要求高度。
总结起来，爬升脚手架过程中，上、下爬头中的制动辊子都在上楔形间隙中，电磁铁是不通电的，爬升导轨过程中和上面情况正相反，制动辊子都在下楔形间隙中，电磁铁是通电的。
另一种升降机构(1)的驱动方式是用电动机驱动减速机(30)，由减速机(30)转动螺杆(32)，如图5所示，减速机(30)座在上爬头(20)的上平面上，输出轴向下，用联轴器(31)和螺杆(32)连接，螺杆(32)和固定在下爬头(21)上的螺母(33)配合，把上爬头(20)和下爬头(21)连接起来。用螺杆(32)的正向和反向旋转驱动上、下爬头相互接近和分离。螺杆(32)拧进螺母(33)的作用，相当于液压系统中活塞杆(26)缩进活塞缸(25)中，两个爬头互相靠近。螺杆(32)反向旋出螺母(33)，相当于活塞杆(26)伸出活塞缸(25)，两个爬头互相分开。螺杆(32)的行程相当于活塞行程H。上、下爬头的其它构造和液压驱动的相同，也是利用制动辊子(24)和(24＇)在楔形间隙中的位置控制上，下爬头的升降运动方向。
不必增加任何零件，本设计的构造便可以把升到顶层的脚手架和导轨按原路线逐层地降到地面，不过，要在每一个下降行程H中，变换制动辊子在楔形间隙中的位置，不再详细说明具体过程。
权利要求1.一种具有升降机构的爬升脚手架，由短横梁(3)，斜杆(34)，立杆(35)和增强杆(36)构成承重支架，承重支架和长横梁(37)构成工作平台，螺栓(15)把导轨(5)连接在上连墙座(2)上，导轨(5)向下穿过爬升机构(1)的上爬头(20)和下爬头(21)，再向下穿过下连墙座(2＇)，用螺杆(29)和螺母(39)实现爬升机构(1)和脚手架的连接，升降机构(1)由上爬头(20)，下爬头(21)和驱动系统构成，其特征在于上爬头(20)和下爬头(21)的构造，通过操纵制动辊子(24)和(24＇)的位置，能够使它们沿导轨(5)滑动，或者卡紧在导轨(5)上不能滑动，交替地卡紧其中一个爬头，并且用驱动系统升降另一个爬头，被升降的爬头携带着脚手架或者导轨，完成脚手架或导轨的升降运动。
2.根据权利要求1所述的具有升降机构的爬升脚手架，其特征是升降机构(1)有两种驱动系统，一种是液压驱动系统，活塞杆(26)的上端连结在上爬头(20)上，活塞缸(25)座在下爬头(21)上，另一种是螺杆驱动系统，由电动机驱动减速器(30)，减速器(30)座在上爬头(20)的上平面上，输出轴向下，由联轴器(31)联接螺杆(32)，螺杆(32)和固定在下爬头(21)上的螺母(33)配合，驱动螺杆(32)旋转，能够使上爬头(20)和下爬头(21)沿导轨(5)发生相对运动。
3.根据权利要求1所述的具有升降机构的爬升脚手架，其特征是升降用的上爬头(20)和下爬头(21)都包围着导轨(5)，上爬头(20)中有包围导轨(5)的长方形截面的孔，孔壁三面是平面，另一面孔壁有上斜平面(22)和下斜平面(23)，上斜平面(22)和导轨(5)的侧面形成上窄下宽的上楔形间隙，下斜平面(23)和导轨(5)的同一侧面形成上宽下窄的下楔形间隙，上、下楔形间隙联合成一个上下窄中间宽的楔形空间，在其中放置制动辊子(24)，制动辊子(24)的轴线和导轨(5)垂直，在制动辊子(24)两端的轴颈上，向上系着拉伸弹簧(27)，拉伸弹簧(27)的能力足够把制动辊子(24)拉进上楔形间隙中，在辊颈上又向下系着电磁铁(28)的拉杆，当电磁铁(28)通电时，电磁铁(28)能够把制动辊子(24)拉进下楔形间隙中，下爬头(21)的这部分构造和上爬头(20)相同，有上斜平面(22＇)、下斜平面(23＇)、制动辊子(24′)、拉伸弹簧(27＇)、和电磁铁(28＇)，操纵制动辊子(24)和(24′)进入上楔形间隙，爬头便不能向下运动，进入下楔形间隙，爬头便不能向上运动。
专利摘要一种具有升降机构的爬升脚手架,不用电动葫芦升降,很适合安装模板(7)。用上连墙座(2)把脚手架的短横梁(3)和导轨(5)连接到建筑物上,升降机构(1)采用液压系统或者螺杆系统驱动,结合构造特殊的上爬头(20)和下爬头(21),用多次重复的短行程,把脚手架和导轨(5)交替地爬升到要求高度,并且能够按原路线返回地面。这种脚手架具有高度低、功能全、费用少、构造简单等优点。
文档编号B66F11/04GK2457268SQ0020582
公开日2001年10月31日 申请日期2000年2月24日 优先权日2000年2月24日
发明者李训悌 申请人:李训悌